Badania nad HIV/AIDS - HIV/AIDS research

Duży okrągły niebieski przedmiot z przyczepionym do niego mniejszym czerwonym przedmiotem.  Wiele małych zielonych plamek jest nakrapianych na obu.
Zdjęcie ze skaningowego mikroskopu elektronowego HIV-1, zabarwione na zielono, pączkujące z hodowanego limfocytu .
Schemat HIV

Badania nad HIV/AIDS obejmują wszystkie badania medyczne, które mają na celu zapobieganie, leczenie lub leczenie HIV/AIDS , jak również badania podstawowe dotyczące natury HIV jako czynnika zakaźnego i AIDS jako choroby wywoływanej przez HIV.

Przenoszenie

Dowody naukowe wykazały, że obrzezani mężczyźni są mniej narażeni na zarażenie się wirusem HIV niż mężczyźni nieobrzezani. Badania opublikowane w 2014 roku wskazują, że hormony płciowe estrogen i progesteron selektywnie wpływają na przenoszenie wirusa HIV.

Profilaktyka przed i po ekspozycji

„Profilaktyka przedekspozycyjna” odnosi się do praktyki przyjmowania niektórych leków przed narażeniem na zakażenie wirusem HIV i zmniejszenia szansy na zarażenie się wirusem HIV w wyniku zażywania tego leku. Profilaktyka po ekspozycji odnosi się do przyjmowania niektórych leków szybko po ekspozycji na HIV, gdy wirus znajduje się w ciele osoby, ale zanim wirus się zadomowił. W obu przypadkach leki byłyby takie same, jak te stosowane w leczeniu osób z HIV, a celem ich zażywania byłoby wyeliminowanie wirusa, zanim osoba zostanie nieodwracalnie zarażona.

Profilaktyka poekspozycyjna jest zalecana w przewidywanych przypadkach narażenia na HIV, na przykład gdy pielęgniarka ma kontakt z pacjentem w trakcie pracy lub gdy osoba niezarażona wirusem HIV prosi o leki natychmiast po odbyciu stosunku bez zabezpieczenia z pacjentem. osoba, która może mieć HIV. Profilaktyka przedekspozycyjna jest czasami opcją dla osób niezakażonych wirusem HIV, które czują, że są narażone na zwiększone ryzyko zakażenia wirusem HIV, takich jak osoba niezakażona wirusem HIV pozostająca w niezgodnych relacjach serologicznych z partnerem zakażonym wirusem HIV.

Obecne badania nad tymi środkami obejmują opracowywanie leków, testowanie skuteczności i zalecenia praktyczne dotyczące stosowania leków w profilaktyce HIV.

Dynamika wewnątrz hosta

Dynamika zakażenia HIV wewnątrz gospodarza obejmuje rozprzestrzenianie się wirusa in vivo, ustalenie latencji, wpływ odpowiedzi immunologicznej na wirusa itp. Wczesne badania wykorzystywały proste modele i rozważały jedynie bezkomórkowe rozprzestrzenianie się wirusa HIV, w które cząsteczki wirusa pączkują z zakażonej komórki T, dostają się do krwi/płynu zewnątrzkomórkowego, a następnie infekują inną komórkę T. Badanie z 2015 roku proponuje bardziej realistyczny model dynamiki HIV, który obejmuje również mechanizm rozprzestrzeniania się wirusa z komórki na komórkę, w którym wirus przechodzi bezpośrednio z jednej komórki do drugiej, a także aktywację komórek T, komórkową odpowiedź immunologiczną i wyczerpanie immunologiczne w miarę postępu infekcji.

Charakterystyka wirusa

HIV wiąże się z receptorami powierzchniowymi komórek odpornościowych, w tym CD4 i CXCR4 lub CD4 i CCR5. Wiązanie powoduje zmiany konformacji i powoduje fuzję błonową pomiędzy HIV i błoną komórkową. Aktywna infekcja występuje w większości komórek, podczas gdy infekcja latentna występuje w znacznie mniejszej liczbie komórek 1, 2 i na bardzo wczesnych etapach infekcji HIV. 9, 35 W aktywnej infekcji wirus HIV pro jest aktywny, a cząsteczki wirusa HIV są aktywnie replikowane; a zakażone komórki w sposób ciągły uwalniają wirusowe potomstwo; podczas utajonej infekcji wirus HIV pro jest wyciszany transkrypcyjnie i nie wytwarza potomstwa wirusa.

Postępowanie z HIV/AIDS

Badania mające na celu ulepszenie obecnych terapii obejmują zmniejszenie skutków ubocznych obecnych leków, dalsze uproszczenie schematów leczenia w celu poprawy przestrzegania zaleceń oraz określenie lepszych sekwencji schematów w celu zarządzania lekoopornością. W środowisku zdrowia istnieją różnice w zaleceniach dotyczących leczenia, które lekarze powinni zalecać osobom z HIV. Na przykład jedno pytanie dotyczy ustalenia, kiedy lekarz powinien zalecić pacjentowi przyjmowanie leków antyretrowirusowych i jakie leki może zalecić lekarz. Dziedzina ta obejmuje również opracowywanie leków antyretrowirusowych.

Efekty przyspieszenia wieku z powodu zakażenia HIV-1

Zakażenie ludzkim wirusem niedoboru odporności-1 ( HIV ) wiąże się z klinicznymi objawami przyspieszonego starzenia, o czym świadczy zwiększona częstość występowania i różnorodność chorób związanych z wiekiem w stosunkowo młodym wieku. Znaczący efekt przyspieszenia wieku można było wykryć w tkance mózgu (7,4 roku) i krwi (5,2 roku) z powodu zakażenia HIV-1 za pomocą biomarkera starzenia , który jest znany jako zegar epigenetyczny .

Osoba długotrwale niepostępująca postępów

Osoba długotrwale bez progresji to osoba, która jest zarażona wirusem HIV, ale której organizm, z jakiegokolwiek powodu, naturalnie kontroluje wirusa, aby infekcja nie rozwijała się w stadium AIDS. Takie osoby są bardzo interesujące dla badaczy, którzy uważają, że badanie ich fizjologii może zapewnić głębsze zrozumienie wirusa i choroby.

Szczepionka przeciwko HIV

Szczepionka przeciwko HIV to szczepionka, która zostałaby podana osobie, która nie jest zarażona wirusem HIV, aby zapewnić ochronę przed kolejnymi narażeniami na HIV, zmniejszając w ten sposób prawdopodobieństwo zarażenia się wirusem HIV. Obecnie nie istnieje skuteczna szczepionka przeciwko HIV. Różne szczepionki przeciw HIV były testowane w badaniach klinicznych niemal od czasu odkrycia wirusa HIV.

Uważa się, że tylko szczepionka jest w stanie powstrzymać pandemię. Dzieje się tak, ponieważ szczepionka kosztowałaby mniej, a zatem byłaby przystępna cenowo dla krajów rozwijających się i nie wymagałaby codziennego leczenia. Jednak po ponad 20 latach badań HIV-1 pozostaje trudnym celem dla szczepionki.

W 2003 roku w Tajlandii podczas próby klinicznej przetestowano szczepionkę przeciw HIV o nazwie RV144 . W 2009 roku naukowcy poinformowali, że ta szczepionka wykazała pewną skuteczność w ochronie biorców przed zakażeniem wirusem HIV (skuteczność 31%). Wyniki tego badania dają pierwsze dowody potwierdzające, że jakakolwiek szczepionka jest skuteczna w obniżaniu ryzyka zarażenia wirusem HIV. Inne próby szczepionek są kontynuowane na całym świecie, w tym szczepionka mozaikowa z użyciem wektora adenowirusa 26, a także nowszej formuły RV144 o nazwie HVTN702 .

Jedno z ostatnich badań zostało przeprowadzone przez naukowców z The Scripps Research Institute (TSRI), którzy znaleźli sposób na przyłączenie przeciwciał zwalczających HIV do komórek odpornościowych, tworząc populację komórek odpornych na HIV.

Leczenie HIV

Dwie osoby zostały wyleczone z AIDS. W 2019 roku NIH i Bill & Melinda Gates Foundation ogłosiła podejmowania $ 200 mln dostępny na szerokim, wielu płaszczyznach wysiłków naukowych koncentruje się na rozwoju globalnego lekarstwo na AIDS, jak również niedokrwistością sierpowatą, z NIH Reżyser Francis S. Collins , dr n. med. mówiąc: „Chcemy osiągnąć wielki sukces albo wracamy do domu”. W 2020 r. oddział dr. Tony'ego Fauci w NIH, NIAID , wydał swoje pierwsze zamówienie skupione wyłącznie na metodach leczenia zakażenia wirusem HIV. Te ogłoszenia NIH nie ograniczają się do terapii komórkami macierzystymi.

Excision to firma biotechnologiczna, która jako pierwsza w ludzkim ciele stosuje jednorazową terapię genową opartą na CRISPR , która ma być oceniana u osób z HIV. Research Foundation to Cure AIDS jest pierwszą organizacją non-profit 501(c)3 z bezpłatną licencją na badania, rozwój i komercjalizację technologii inżynierii komórkowej w dziedzinie leczenia AIDS na zasadzie pro bono.

Mikrobicydy na choroby przenoszone drogą płciową

Środek bakteriobójczy na choroby przenoszone drogą płciową to żel, który nakłada się na skórę – może to być środek bakteriobójczy doodbytniczy dla osób uprawiających seks analny lub mikrobicyd dopochwowy dla osób uprawiających seks waginalny – i jeśli zainfekowany płyn ustrojowy, taki jak krew lub nasienie Gdyby dotknąć żelu, wirus HIV w tym płynie zostałby zniszczony, a osoby uprawiające seks byłyby mniej podatne na rozprzestrzenianie się infekcji między sobą.

7 marca 2013 r. strona Washington University in St. Louis opublikowała raport Julii Evangelou Strait, w którym doniesiono, że trwające badania nanocząstek wykazały, że nanocząstki obciążone różnymi związkami mogą być wykorzystywane do zwalczania czynników zakaźnych, pozostawiając zdrowe komórki nienaruszone . W badaniu szczegółowo opisanym w tym raporcie odkryto, że nanocząsteczki obciążone Mellitin , związkiem znajdującym się w jadzie pszczelim, mogą dostarczyć czynnik do wirusa HIV , powodując rozpad zewnętrznej otoczki białkowej wirusa. Mówią, że może to doprowadzić do wytworzenia żelu dopochwowego, który może pomóc w zapobieganiu infekcji poprzez wyłączenie wirusa. Dr Joshua Hood wyjaśnia dalej, że poza środkami zapobiegawczymi w postaci żelu do stosowania miejscowego , dostrzega „potencjalny potencjał stosowania nanocząstek z melityną w terapii istniejących infekcji HIV, zwłaszcza tych, które są lekooporne . Nanocząstki można wstrzykiwać dożylnie i teoretycznie byłby w stanie usunąć wirusa HIV z krwiobiegu”.

Wstępne leczenie HIV/AIDS komórkami macierzystymi

W 2007 roku Timothy Ray Brown , 40-letni mężczyzna zarażony wirusem HIV, znany również jako „berliński pacjent”, otrzymał przeszczep komórek macierzystych w ramach leczenia ostrej białaczki szpikowej (AML). Drugi przeszczep wykonano rok później po nawrocie. Donor wybrano nie tylko dla kompatybilności genetycznego , ale także jest homozygotą dla CCR5-Δ32 mutację, która nadaje odporność na infekcję HIV. Po 20 miesiącach bez leczenia lekami antyretrowirusowymi doniesiono, że poziom HIV we krwi Browna, szpiku kostnym i jelicie był poniżej granicy wykrywalności. Wirus pozostawał niewykrywalny przez trzy lata po pierwszym przeszczepie. Chociaż badacze i niektórzy komentatorzy scharakteryzowali ten wynik jako lekarstwo, inni sugerują, że wirus może pozostać ukryty w tkankach, takich jak mózg (który działa jak rezerwuar wirusa ). Leczenie komórkami macierzystymi pozostaje eksperymentalne ze względu na jego anegdotyczny charakter, ryzyko choroby i śmiertelności związane z przeszczepami komórek macierzystych oraz trudności ze znalezieniem odpowiednich dawców.

Strategie opracowywania leków o szerokim zastosowaniu

W ciągu ostatnich 7 lat naukowcy stosowali różne podejścia terapii genowej opartej na komórkach macierzystych, próbując opracować lek, a także zaproponować alternatywę dla konwencjonalnej terapii antyretrowirusowej (ART). W szczególności poczyniono postępy w zakresie lekarstwa na HIV.

Receptor komórkowy, na ogół CCR5 lub CXCR4 jest wymagany, aby HIV dostał się do komórek CD4 . Komórki osobników homozygotycznych pod względem wariantu genu CCR5 Δ32 (CCR5Δ32/Δ32) nie wykazują ekspresji na powierzchni komórki CCR5, co oznacza, że ​​są naturalnie oporne na zakażenie tropowymi szczepami HIV CCR5 (R5 HIV). W jednym badaniu przeprowadzonym w 2011 r. osiągnięto udaną rekonstrukcję limfocytów T CD4+ w wyniku przeszczepu komórek macierzystych CCR5Δ32/Δ32 na poziomie ogólnoustrojowym oraz w układzie odpornościowym błony śluzowej jelita u pacjenta z HIV. Dodatkowo dostarcza dowodów na zmniejszenie wielkości potencjalnego rezerwuaru HIV w czasie. Pacjent w tym badaniu pozostał wolny od wirusa HIV bez żadnych dowodów na to, że ma go przez ponad 3,5 roku.

Zaproponowano inne teoretyczne sposoby leczenia HIV-1. Jednym z domniemanych lekarstw na HIV-1 jest stworzenie odpornego na choroby układu odpornościowego poprzez przeszczep autologicznych, zmodyfikowanych genetycznie (opornych na HIV-1) krwiotwórczych komórek macierzystych i komórek progenitorowych (GM-HSPC). Chociaż badanie to obejmuje kilka wczesnych badań klinicznych, które wykazały bezpieczeństwo i wykonalność tej techniki tylko dla HIV-1, żadne z nich nie przyniosło poprawy samego stanu chorobowego. Dlatego strategia ta ma iść w parze z już istniejącymi technikami leczenia, takimi jak leki i szczepionki. Jednak przyszła technologia dotycząca tego podejścia polegającego na terapii komórkowej opartej na pojedynczym leczeniu może potencjalnie całkowicie zastąpić obecną terapię jako funkcjonalne lub sterylizujące lekarstwo na HIV-1.

Dodatkowe badanie obejmuje wykorzystanie genetycznie zmodyfikowanych hematopoetycznych komórek macierzystych i progenitorowych CD34+. Eksperymentalna długoterminowa terapia genowa HIV in vivo miała ogromne problemy ze względu zarówno na transdukcję kończącą się wieloma kopiami heterologicznego DNA w komórkach docelowych, jak i niską skuteczność transdukcji komórek w czasie przeszczepu. Badanie to wykazało skuteczność podejścia do transplantacji, które ostatecznie pozwala na wzbogacenie populacji HSPC wyrażających pojedynczą kopię miRNA CCR5. Ponieważ pozytywna selekcja zmodyfikowanych komórek prawdopodobnie będzie niewystarczająca poniżej ustalonego progu co najmniej 70% komórek docelowych HIV, co skutkuje modyfikacją genu w wyniku skutecznego utrzymywania limfocytów T CD34+ i niskiego miana wirusa , odkrycia wskazują na to , że protokoły kliniczne terapii genowej HIV wymaga selektywnego wzbogacania komórek ukierunkowanych genetycznie.

Środki immunomodulujące

Uzupełniając wysiłki w celu kontrolowania replikacji wirusa, immunoterapie, które mogą pomóc w regeneracji układu odpornościowego, były badane w poprzednich i trwających badaniach, w tym IL-2 i IL-7 .

Niepowodzenie kandydatów na szczepionki chroniące przed zakażeniem HIV i rozwojem AIDS doprowadziło do ponownego skupienia się na biologicznych mechanizmach odpowiedzialnych za utajenie HIV. Ograniczony okres terapii łączącej leki przeciwretrowirusowe z lekami działającymi na utajony rezerwuar może pewnego dnia pozwolić na całkowitą eradykację zakażenia HIV. Naukowcy odkryli abzym, który może zniszczyć miejsce wiązania białka gp120 CD4. Białko to jest wspólne dla wszystkich wariantów HIV, ponieważ jest punktem przyłączenia limfocytów B, a następnie osłabieniem układu odpornościowego.

Nowe ulepszenia

Punkt zwrotny w badaniach nad HIV nastąpił w 2007 roku, po przeszczepie szpiku kostnego Timothy'ego Ray'a Browna, chorego na HIV. Brown przeszedł procedurę po zachorowaniu na białaczkę, a dawca szpiku kostnego posiadał rzadką mutację genetyczną, która spowodowała, że ​​komórki Browna stały się odporne na HIV. Brown zdobył tytuł „Berlińskiego Pacjenta” w dziedzinie badań nad HIV i jest pierwszym człowiekiem, który został wyleczony z wirusa. Od kwietnia 2013 r. w poszukiwaniu leku na HIV stosuje się dwa podstawowe podejścia: pierwsze to terapia genowa, której celem jest opracowanie systemu odpornościowego odpornego na HIV u pacjentów, a drugie jest prowadzone przez duńskich naukowców, którzy prowadzą badania kliniczne mające na celu usunięcie wirusa HIV z ludzkiego DNA i trwałe zniszczenie go przez układ odpornościowy.

Trzy kolejne przypadki podobne do przypadku Browna miały miejsce od czasu odkrycia w 2007 roku; różnią się jednak, ponieważ przeszczepiony szpik nie został potwierdzony jako zmutowany. Dwa przypadki zostały opublikowane w artykule CNN z lipca 2013 r., który przedstawiał doświadczenia dwóch pacjentów, którzy przez lata przyjmowali terapię antyretrowirusową, zanim rozwinęli chłoniaka, raka węzłów chłonnych. Następnie przeszli chemioterapię chłoniaka i przeszczep szpiku kostnego, pozostając na schemacie antyretrowirusowym; podczas gdy zachowali ślady HIV cztery miesiące później, sześć do dziewięciu miesięcy po przeszczepie, ci dwaj pacjenci nie mieli wykrywalnych śladów HIV we krwi. Jednak prowadzący klinicysta dr Timothy Heinrich stwierdził na malezyjskiej konferencji Międzynarodowego Towarzystwa AIDS, na której przedstawiono wyniki:

Znowu możliwe jest, że wirus może powrócić za tydzień, może powrócić za miesiąc -- w rzeczywistości niektóre modele matematyczne przewidują, że wirus może powrócić nawet rok do dwóch lat po zaprzestaniu terapii antyretrowirusowej, więc naprawdę nie wiedzieć, jakie są długoterminowe lub pełne skutki przeszczepu komórek macierzystych i przetrwania wirusa.

W marcu 2016 roku naukowcy z Temple University w Filadelfii poinformowali, że wykorzystali edycję genomu do usunięcia wirusa HIV z limfocytów T. Zdaniem naukowców takie podejście może doprowadzić do radykalnego zmniejszenia miana wirusa w komórkach pacjentów.

W marcu 2019 r. zgłoszono również, że pacjent z chłoniakiem Hodgkina prawdopodobnie został wyleczony przy użyciu podobnego leczenia jak Brown.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki